عضلات للروبوت من حرير العنكبوت

خاصية توجد في حرير العنكبوت

اكتشف فريق بحثي صيني - أميركي مشترك، خاصية جديدة غير عادية في حرير العنكبوت، قد تسمح بتوظيفه في العضلات الاصطناعية للروبوتات. وخلال الدراسة التي تناولها أحدث إصدار من مجلة «ساينس أدفانسز» والمنشور أخيراً، وجد الباحثون في حرير العنكبوت خاصية تدعى «التزاوج الفائق»، التي تسمح بتقلص أليافه النحيلة فجأة استجابة للتغيرات في الرطوبة، مما يوفر قوة عند الالتواء، تسمح بتوظيفه في صناعة العضلات الاصطناعية.
وتوصل الفريق البحثي إلى هذه الخاصية عن طريق مصادفة يحكيها أحد الباحثين الرئيسيين المشاركين في الدراسة لـ«الشرق الأوسط»، وهو الدكتور دابياو ليو، الأستاذ في جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا في الصين، الذي شارك معه في هذا البحث سبعة آخرون، قائلاً: «كنا ندرس تأثير الرطوبة على حرير العنكبوت، فقمنا بتعليق وزن على الحرير للتوصل إلى شيء مثل البندول، ثم أغلقنا الغرفة وحافظنا على التحكم في الرطوبة داخلها، لنكتشف عندما قمنا بزيادة معدلات الرطوبة أن البندول بدأ في الدوران».
ويضيف: «كان المشهد مفاجأة بالنسبة لنا، واختبرنا بعدها عدداً من المواد الأخرى، يمكنها أن تؤدي إلى تلك الحركات الملتوية تأثراً بالرطوبة، وبدأنا على الفور نفكر في أن هذه الظاهرة قد تفيد في العضلات الاصطناعية».
وعجز الفريق البحثي عن التوصل إلى الأهمية البيولوجية لهذه الحركة الملتوية لحرير العنكبوت التي تتأثر بالرطوبة؛ لكنهم بدأوا يبحثون في معرفة السر وراء تلك الحركة.
ويقول الدكتور ليو: «من خلال مجموعة من التجارب المعملية الجزيئية عن طريق الكومبيوتر، تمكنا من تحديد آلية الحركات الملتوية؛ حيث ثبت أن وراءها بروتين يسمى (البرولين)، وعندما تتفاعل جزيئات الماء معه فإنها تعطل روابط الهيدروجين به، بطريقة تسبب تلك الحركات».
والخطوة التالية التي سيعمل عليها الفريق البحثي هي صنع مادة بوليمر جديدة، من شأنها أن تكرر الخاصية نفسها، واستخدامها كعضلات اصطناعية مدفوعة بالرطوبة.
ورغم أن هذا التطبيق هو الذي يعمل عليه الفريق البحثي حالياً، فإن الخاصية الفريدة لحرير العنكبوت لها عدة تطبيقات أخرى، مثل «إنتاج أجهزة استشعار للرطوبة في مجالات تحتاج إلى ذلك، مثل الزراعة، أو في تصميم منسوجات ذكية».